WERSJA POLSKA

Krzysztof Lutnicki
Zaburzenia równowagi oksydacyjno-antyoksydacyjnej a system ochronny błony śluzowej żołądka szczurów

Celem pracy były badania wpływu zaburzeń równowagi oksydacyjno-antyoksydacyjnej na naturalny system ochronny błony śluzowej żołądka u szczurów. Badania przeprowadzono na szczurach, samcach szczepu Wistar, u których wywoływano ostre uszkodzenie błony śluzowej żołądka przez dożołądkowe podawanie 50% etanolu. Przeanalizowano wpływ różnych czynników na charakter i jakość wydzielanego śluzu, przebadano stopień peroksydacji lipidów na podstawie zachowania się poziomu sprzężonych dienów (CD), hydronadtlenków lipidowych (HPETE) oraz aldehydu malonowego (MDA) i 4-hydroksyalkenali (4-HNE) w osoczu i błonie śluzowej żołądka, dokonano oceny całkowitego potencjału antyoksydacyjnego (TAS) oraz aktywności enzymów antyoksydacyjnych (SOD, GSH-Px, CAT, GSH-R, Px) w błonie śluzowej i krwi badanych szczurów, a także zbadano zachowanie się niektórych mechanizmów nieenzymatycznych i grup SH (T-SH) odpowiedzialnych za zmiatanie wolnych rodników. Badano wpływ verapamilu jako blokera kanałów wapniowych, a także udział jonów Ca ++ i ak tywacji kanałów wapniowych w powstawaniu owrzodzeń. W badaniach histologicznych użyto technik barwienia hematoksyliną i eozyną (H+E), błękitem alcjanu (AB), oraz z zastosowaniem odczynnika Schiffa (PAS), a także metody Janszena i Nugterena w modyfikacji Ledwożywa i wsp., która pozwala na lokalizację aktywności syntazy prostaglandynowej na podstawie reakcji peroksydazowej i jej oceny w mikroskopie świetlnym.

Część pierwsza badań dotyczyła udziału wolnych rodników tlenowych w patogenezie uszkodzenia błony śluzowej żołądka, zaburzenia równowagi oksydacyjno-antyoksydacyjnej wywołanego działaniem etanolu, procesów peroksydacji i ich wpływu na aktywność enzymów antyoksydacyjnych w błonie śluzowej żołądka po uszkodzeniu etanolem, a także wpływu jonów wapniowych na intensywność procesów peroksydacji i stopień uszkodzenia błony śluzowej żołądka.

W części drugiej badano wpływ procesów peroksydacji na naturalny system ochronny błony śluzowej żołądka. Analizowano wpływ etanolu oraz zmiataczy wolnych rodników tlenowych na procesy peroksydacji lipidów i wydolność antyoksydacyjną błony śluzowej żołądka szczura, wpływ etanolu i niektórych inhibitorów lipooksygenazy i cyklooksygenazy na wydolność systemu ochronnego błony śluzowej, wpływ procesów peroksydacji lipidów na aktywność syntazy prostaglandynowej i stan bariery ochronnej w błonie śluzowej, a także możliwości uszkodzenia naturalnego systemu ochronnego błony śluzowej żołądka w wyniku procesów starzenia się organizmu.

Wyniki przeprowadzonych badań wskazują na istotną rolę reaktywnych form tlenu w patogenezie uszkodzenia błony śluzowej żołądka etanolem. Alkohol etylowy w stężeniu 50% podawany dożołądkowo powoduje znamienny wzrost poziomu produktów peroksydacji lipidów, z jednoczesnym wzrostem aktywności SOD. Aktywność GSH-Px była znamiennie większa przez pierwsze 2 godziny od podania etanolu, po czym spadała do wartości niższych niż w grupie kontrolnej. Aktywność TAS w surowicy spadała po 12 i 24 godzinach od ekspozycji na etanol. Wzrost produkcji MDA jest dowodem udziału procesu peroksydacji lipidów jako ważnego czynnika w mechanizmie alkoholowego uszkodzenia tkanek. Alkohol etylowy w stężeniu 50% podawany dożołądkowo powodował znacznego stopnia uszkodzenie błony śluzowej żołądka, co wyrażało się zwiększonym indeksem owrzodzeniowym. Obserwowano także zwiększenie poziomu produktów peroksydacji: MDA, CD i HPETE i jednocześnie zmniejszoną aktywność enzymów antyoksydacyjnych – SOD, GSH-Px, GSH-R, Px, z wyjątkiem katalazy, której aktywność nie uległa zmianie. Wyniki badań dowodzą, że wolne rodniki odgrywają istotną rolę w inicjacji uszkodzenia błony śluzowej żołądka na drodze hematogennej. Verapamil podany przed dożołądkową aplikacją etanolu zwiększał wrzodotwórcze działanie alkoholu, powodował jednocześnie wzrost aktywności badanych enzymów (z wyjątkiem katalazy) i spadek stężenia produktów peroksydacji. Glu konolaktobionian wapnia nie miał istotnego wpływu na aktywność enzymów przy jednoczesnym działaniu ochronnym (niski indeks owrzodzeniowy) na błonę śluzową żołądka.

Uzyskane wyniki wykazały, iż ostra ekspozycja na etanol powodowała wzrost stężenia sprzężonych produktów peroksydacji w błonie śluzowej żołądka, a zastosowane zmiatacze wolnych rodników i inhibitory kaskady kwasu arachidonowego istotnie ograniczały ten proces. W grupie badanej, otrzymującej etanol, jednocześnie obserwowano wyraźny spadek poziomu T-SH, przy czym największy spadek zanotowano po 120 min od podania etanolu.

Wskaźnik owrzodzeniowy, wysoki po etanolu, ulega w różnym stopniu obniżeniu po zastosowaniu zmiataczy wolnych rodników oraz inhibitorów lipooksygenazy i cyklooksygenazy.

Aktywność syntazy prostaglandynowej w grupie otrzymującej etanol była niemal całkowicie zniesiona, a błona śluzowa żołądka była silnie uszkodzona. Hydronadtlenek kumylu podawany dożołądkowo powodował tylko niewielkie zahamowanie syntazy prostaglandynowej, mimo to wywoływał rozległe uszkodzenia błony śluzowej żołądka, sięgające głęboko do podśluzówki, jakkolwiek degradacja tkanki żołądka nie była aż tak silnie wyrażona, jak w przypadku działania etanolu. Wydzielanie mukopolisacharydów w grupie otrzymującej hydronadtlenek kumylu charakteryzowało się obniżeniem sekrecji mukopolisacharydów kwaśnych. W badaniach histochemicznych PAS i AB słaba pozytywna reakcja na kwaśne i obojętne mukopolisacharydy występowała jedynie częściowo na powierzchni błony śluzowej. Struktury gruczołowe były zatarte (barwienie HE), a obraz histologiczny był podobny do opisywanego wcześniej uszkodzenia przez działanie etanolu.

Bay K 8644, podawany szczurom przed etanolem, wyraźnie obniżał aktywność badanej syntazy, a pojedyncze centra aktywności zlokalizowane były przy brzegu śluzówki.

W kolejnych, coraz starszych grupach wiekowych istotnie nasilają się procesy inicjujące peroksydację lipidów, co wyraża się zwiększeniem stężenia CD w osoczu, jednak końcowe produkty peroksydacji lipidów (MDA), które wskazują na niehamowany przebieg tego procesu i postępującą degradację lipidów, były niezmienione w I, II i III grupie wiekowej, a istotnie wzrastały w najstarszej – IV grupie szczurów. Całkowity potencjał antyoksydacyjny – TAS oraz enzymy zmiatające wolne rodniki tlenowe – SOD i GSH-Px wzrastały w kolejnych grupach wiekowych, proporcjonalnie do stężenia CD, natomiast w grupie starych szczurów były niskie, przy jednocześnie obserwowanym nasileniu procesów peroksydacji lipidów. W przebiegu procesów starzenia się ustroju dochodziło do nasilenia peroksydacji lipidów, jednak do pewnego czasu wzrastająca ochrona antyoksydacyjna wydaje się skutecznie przeciwdziałać procesom degradacji. W późnej starości zachwiana została równowaga pomiędzy procesami generowania wolnych rodników tlenowych, a możliwością ich usuwania, co korelowało z obrazem histologicznym błony śluzowej żołądka. Obraz mikroskopowy pokazuje wyraźnie cieńszą błonę śluzową żołądka z jej atrofią w warstwie podstawnej błony śluzowej, bez wyraźnie zaznaczonych struktur gruczołowych lub ich rozproszenie w podścielisku. Jądra komórkowe różniły się między sobą wielkością i barwliwością. Obserwowano podłużne pasma tkanki łącznej pomiędzy gruczołami błony śluzowej, miejscami dochodzące do powierzchni błony śluzowej. Stwierdzono wyraźne pogrubienie błony podśluzowej, któremu towarzyszyła większa liczba naczyń krwionośnych i limfatycznych w porównaniu z innymi grupami i grupą kontrolną. Wyraźne pogrubione były ściany naczyń krwionośnych. Zmniejszona była liczba komórek głównych i okładzinowych. W nabłonku wielowarstwowym płaskim występował rozrost nabłonka z dysplazją małego stopnia. Stwierdzono inny charakter wydzielanego śluzu i odmienną jego dystrybucję w obrębie komórek gruczołowych błony śluzowej. W preparatach barwionych AB+ PAS obserwowano wydzielony śluz zawierający głównie polisacharydy kwaśne. W badaniach dotyczących procesów starzenia we wszystkich warstwach błony śluzowej pojawiał się śluz o kwaśnym charakterze, podczas gdy w grupie młodych szczurów występował on jedynie w warstwie powierzchownej.